同步整流實現(xiàn)反激變換器設計
反激變換器工作于DCM,但隨著輸入電壓減小或負載電流增大,占空比變大,可能會從DCM 變成CCM。因此為保證反激變換器在整個輸入電壓和負載電流變化范圍內(nèi)都工作在DCM 且占空比不超過要求的最大值,設計變壓器滿足反激變換器在輸入電壓最小Ui =100V、負載電流Io =4A 和效率η =80%時工作在電流臨界連續(xù)模式,且占空比不超過要求的最大值 Dmax =0.45。選用EI 型鐵氧體磁芯,其型號為EI30,為減少漏感,采用三明治繞法繞制變壓器。初級電感為146.85μH,變壓器的匝比為:
初級繞組 N p選用直徑為0.56mm 的銅線單股繞制,次級繞組 Ns 選用直徑為0.56mm 的銅線3 股并繞,輔助繞組 Na 選用直徑為0.56mm 的銅線單股繞制。
3.3 RCD 箝位電路設計
當開關管 Q 關閉時,初級電感 Lp 中的能量將轉移到次級輸出,但漏感Ll 中的能量將不能傳遞到次級,轉移到箝位電路的電容Cc ,然后這部分能量被箝位電阻 R c消耗。電容c C上的電壓在開關管關斷的一瞬間沖上去,然后一直處于放電狀態(tài)。電容 C c的值應取得足夠大以保證其在吸收漏感能量和釋放能量時自身兩端電壓uc( t )紋波足夠小。因此電容Cc 兩端電壓uc( t )為基本為恒定值Uc 。同時電容 Cc 上的電壓不能低于次級到初級的反射電壓Uo × (Np / Ns ),否則開關管關斷期間,二極管導通,RCD 箝位電路將成為該變換器的一路負載。因此開關管承受的尖峰電壓被箝位為:
輸入電壓最大值為 Uimax ,開關管的最大耐壓值為 U dsmax,考慮80%的降額使用系數(shù),則電容 C c兩端電壓Uc 的大小可由式(1)確定。
漏感存儲的能量完全被電阻Rc 消耗,則電阻 Rc 的大小可由式(2)確定。
為保證電容 Cc 兩端電壓紋波足夠小,需RcC c 》 Ts ,取10 倍關系,則電容 C c的大小由式(3)確定。
選用美國Fairchild 公司生產(chǎn)的FQPF5N60 場效應管,該管允許通過的最大電流為5A,最大耐壓值為600V;漏感取變壓器初級電感的3%,4.5μH。RCD 箝位電路中,取 R c為6KΩ,Cc 為0.015μF, VDc 采用快恢復二極管FR107。
3.4 電流檢測電路設計
初級電感電流通過插入一個與開關Q的源極串聯(lián)的以地為參考的取樣電阻RS轉換成電壓。此電壓由電流取樣輸入端(3 腳)監(jiān)視并與來自誤差放大器的輸出電平比較。在正常的工作條件下,初級電感電流峰值由誤差放大器的輸出 U e控制,滿足:
電流檢測比較器反向輸入端箝位電壓為1V,因此初級電感電流峰值限制為:
取RS 為0.33Ω,在RS 和3 腳之間,常用R、C 組成一小的濾波器,用于抑制功率管開通時產(chǎn)生的電流尖峰,其時間常數(shù)近似等于電流尖峰持續(xù)時間(通常為幾百納秒),取R為1KΩ,C 為470pF。
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